(57)【要約】【課題】軽量で、省スペース性に優れるとともに、例えば発熱体から放熱装置への熱の伝導を効率よく行うことができる熱伝導部材、それを用いた放熱構造、電子機器を提供する。【解決手段】面方向に高い熱伝導性を有するグラファイトシートからなる熱伝導部１１を備えた熱伝導部材１０であって、グラファイトシートからなる熱伝導部１１に孔１２が設けられ、この孔１２に等方性熱伝導材料からなるチップ１３が嵌合されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
面方向に高い熱伝導性を有するグラファイトシートからなる熱伝導部を備えた熱伝導部材であって、
前記グラファイトシートからなる熱伝導部に孔が設けられ、この孔に等方性熱伝導材料からなるチップが嵌合されていることを特徴とする熱伝導部材。
【請求項２】
前記等方性熱伝導材料からなるチップが嵌合されて後に、少なくともその周囲のグラファイトシートが厚さ方向に圧縮されていることを特徴とする請求項１記載の熱伝導部材。
【請求項３】
前記グラファイトシートと前記等方性熱伝導材料からなるチップ間が封止されていることを特徴とする請求項１または２記載の熱伝導部材。
【請求項４】
前記熱伝導部の表面に、少なくとも前記チップの表面の一部が露出するように、保護層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の熱伝導部材。
【請求項５】
前記保護層は、前記熱伝導部の片面または両面に被着させた保護シートからなることを特徴とする請求項４記載の熱伝導部材。
【請求項６】
前記グラファイトシートの面方向の熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の熱伝導部材。
【請求項７】
前記等方性熱伝導材料からなるチップの熱伝導率が６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の熱伝導部材。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の熱伝導部材のチップ嵌合部位に発熱体を配置したことを特徴とする放熱構造。
【請求項９】
前記発熱体から前記熱伝導部への熱の伝達が、主として等方性熱伝導材料からなるチップを介して行われるように構成されていることを特徴とする請求項８記載の放熱構造。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の熱伝導部材を具備することを特徴とする電子機器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体素子等の各種電子部品の冷却等のために使用される熱伝導部材、並びに、それを用いた放熱構造および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型パソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話、デジタルカメラ、プロジェクタ、デジタルビデオ等に代表される電子機器は、各種機能や処理能力等が急速に向上している。それに伴って、ＣＰＵ等として用いられる半導体素子をはじめとする電子部品からの発熱量は増加する傾向にある。このため、半導体素子等の動作特性や信頼性等を保つ上で、効率的な冷却システム、放熱システムが求められている。
【０００３】
高発熱型の半導体素子等を内蔵する電子機器では、従来から種々の冷却システム、放熱システムが用いられている。その代表的なものとしては、電子部品自体に冷却ファン、冷却フィン、ペルチェ素子（冷却素子）等を装着して冷却する方法、電子機器本体に放熱用のファンを取り付けて、機器本体内部の熱を排気する方法が挙げられる。しかしながら、携帯型の電子機器等においては機器本体の小型化に伴って、電子部品自体に冷却ファンや冷却フィン等を取り付けるスペースを確保することが困難になっている。また、放熱用ファンにより電子機器本体内部の熱を排気するだけでは、半導体素子等を効率よく冷却することはできない。
【０００４】
そこで、電子機器内部の半導体素子等の発熱体と、電子機器の筐体外壁に取り付けた放熱用ファンやフィン等の放熱装置とをヒートパイプのような熱伝導体で熱的に結合することによって、放熱システムの省スペース化を図ったうえで、半導体素子等の冷却効率を高めることが検討され、一部で既に実用化されている（例えば、特許文献１、２等参照。）。また、熱伝導体としてグラファイトシートを使用することも検討されている（例えば、特許文献２、３等参照。）。
【０００５】
ところで、ヒートパイプは、熱の伝達効率に優れる反面、重量が重いうえ、曲げ箇所に構造的な制約があるため、携帯型電子機器等に内蔵する際の設置スペースの点で問題がある。また、一般的な銅やアルミニウム等の熱伝導体は三次元方向に対して均一な熱伝導性を有することから面方向への熱伝達効率を十分に高めることができない。一方、グラファイトシートは、熱伝導率に異方性を有する（面方向の熱伝導率が大きく、厚さ方向の熱伝導率が小さい）ため、銅やアルミニウム等の金属部材より、面方向への熱伝達効率（拡散効率）に優れるうえ、軽量でフレキシブル性等の特性を有することから、小型・省スペース化が進められている携帯型電子機器等に内蔵された発熱体が発生した熱を速やかに放熱装置まで伝導する熱伝導体として期待されている。
【０００６】
しかしながら、グラファイトシートは、上記のように熱伝導率に異方性を有するために面方向への熱伝達効率に優れるものの、厚さ方向の熱伝導率が小さいため、発熱体や放熱装置と熱を授受する受熱面や供熱面における熱抵抗が大きいという問題があった。
【０００７】
すなわち、発熱体が発生した熱を効率よく放熱装置まで伝導するためには、発熱体と放熱装置との間を結合する熱伝導体は、面方向への熱伝達性に優れるだけでなく、発熱体や放熱装置との間の熱伝達性にも優れていなければならない。しかしながら、グラファイトシートは、その結晶構造上、面方向の熱伝導率が大きく、厚さ方向の熱伝導率が小さいため、受熱した熱を放熱装置に向けて効率よく伝達させることができるものの、発熱体や放熱装置との間の熱伝達性に乏しかった。そして、このことが、グラファイトシートを熱伝導体として使用する上で大きな課題となっている。
【特許文献１】特開平８−２０４３７３号公報
【特許文献２】特開２０００−８２８８８号公報
【特許文献３】特開２００３−１８８３２３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、グラファイトシートは、特に面方向への熱伝導性に優れるとともに、軽量でフレキシブル性等に優れることから、小型・省スペース化が進められている携帯型電子機器等に内蔵された発熱体が発生した熱を速やかに放熱装置まで伝導する熱伝導体として期待されているものの、そのまま熱伝導体として使用した場合に、発熱体や放熱装置と熱を授受する受熱面や供熱面における熱抵抗が大きいという問題があった。
【０００９】
本考案はこのような課題を解決するためになされたもので、軽量で、省スペース性に優れるとともに、例えば発熱体から放熱装置への熱の伝導を効率よく行うことができる熱伝導部材を提供することを目的とする。また、本考案は、そのような熱伝導部材を使用して、効率的でかつ小型薄型化された各種電子機器に対応させた放熱システムの構築を可能とした放熱構造を提供することを目的とする。さらに、本考案は、そのような熱伝導部材を使用して、効率的でかつ小型薄型化に対応可能な放熱システム、冷却システムを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本願の請求項１に記載の考案の熱伝導部材は、面方向に高い熱伝導性を有するグラファイトシートからなる熱伝導部を備えた熱伝導部材であって、
前記グラファイトシートからなる熱伝導部に孔が設けられ、この孔に等方性熱伝導材料からなるチップが嵌合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の考案は、請求項１記載の熱伝導部材において、前記等方性熱伝導材料からなるチップが嵌合されて後に、少なくともその周囲のグラファイトシートが厚さ方向に圧縮されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の考案は、請求項１または２記載の熱伝導部材において、前記グラファイトシートと前記等方性熱伝導材料からなるチップ間が封止されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の考案は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の熱伝導部材において、前記熱伝導部の表面に、少なくとも前記チップの表面の一部が露出するように、保護層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の考案は、請求項４記載の熱伝導部材において、前記保護層は、前記熱伝導部の片面または両面に被着させた保護シートからなることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の考案は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の熱伝導部材において、前記グラファイトシートの面方向の熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の考案は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の熱伝導部材において、前記等方性熱伝導材料からなるチップの熱伝導率が６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記目的を達成するため、本願の請求項８に記載の考案の放熱構造は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の熱伝導部材のチップ嵌合部位に発熱体を配置したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載の考案は、請求項８記載の放熱構造において、前記発熱体から前記熱伝導部への熱の伝達が、主として等方性熱伝導材料からなるチップを介して行われるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、上記目的を達成するため、本願の請求項１０に記載の考案の電子機器は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の熱伝導部材を具備することを特徴とするものである。
【考案の効果】
【００２０】
本考案の熱伝導部材によれば、軽量性、省スペース性等に優れるとともに、例えば発熱体から放熱装置への熱の伝導効率を従来に比べより向上させることができる。また、本考案の放熱構造によれば、効率的でかつ小型薄型化された各種電子機器に対応させた放熱システムの構築が可能となる。さらに、本考案の電子機器によれば、効率的でかつ小型薄型化に対応可能な放熱システム、冷却システムを具備することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本考案の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は本考案の熱伝導部材の一実施形態を概略的に示す図で、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の熱伝導部材１０は、面方向に高い熱伝導性を有するグラファイトシートからなる熱伝導部１１を有している。この熱伝導部１１のほぼ中央にはグラファイトシートを厚さ方向に貫通する孔１２が設けられており、この貫通孔１２には、断面の大きさが貫通孔１２よりやや大きい等方性熱伝導材料からなるチップ１３が嵌合されている。このような断面の大きさが貫通孔１２よりやや大きいチップ１３を使用することにより、チップ１３とグラファイトシートの界面における接合性（密着性）を高めるとともに、チップ１３のグラファイトシートからの抜けを防止している。さらに、この実施の形態では、チップ１３とグラファイトシートの界面における接合性をより高めるとともに、チップ１３のグラファイトシートからの抜けをより確実に防止するため、チップ１３を貫通孔１２に嵌合させた後、その嵌合部位の少なくとも周囲を厚さ方向に圧縮させている。なお、図１の例では、熱伝導部材１０の厚さが均一になるように、グラファイトシート全体が圧縮され、また、チップ１３も、圧縮後の周辺部位と段差が生じないような大きさ、形状のものが使用されている。
【００２４】
このような熱伝導部材１において、発熱体１４は、チップ１３の上面に配置される。したがって、発熱体１４の熱は、等方性熱伝導材料からなるチップ１３を介して、グラファイトシートからなる熱伝導部１１に伝導され、面方向に伝達される。発熱体１４と等方性熱伝導材料からなるチップ１３間の熱抵抗は小さく、また、チップ１３とグラファイトシートからなる熱伝導部１１間の熱抵抗も小さいため、発熱体１４の熱は効率よく熱伝導部材１０に伝達され、熱伝導部１１の面方向に伝達乃至拡散される。
【００２５】
熱伝導部１１を構成するグラファイトシートは、黒鉛結晶（グラファイト結晶）がその面方向を揃えて積層された層状構造を有するものである。このようなグラファイトシートにおいて、層状黒鉛結晶の面内方向（六方晶系のＣ面方向）の結合は強固である反面、層状黒鉛結晶の層間の結合は分子間によるために結合力が弱い。したがって、グラファイトシートは熱伝導性に異方性を有し、層状黒鉛結晶の面方向（層方向）の熱伝導性に優れるものである。グラファイトシートは、例えば面方向（層方向）の熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上といった高い熱伝導性を有している。
【００２６】
このようなグラファイトシートは、例えばフレーク状グラファイトを圧延ローラやプレス成形機等で加圧成形したり、例えばフレーク状グラファイトやグラファイト粉末等を押出成形したり、あるいは無定形炭素を加熱しつつ加圧成形もしくは押出成形することによって得ることができる。また、例えば芳香族ポリイミドフィルムのような高分子フィルムを不活性ガス雰囲気中で数千℃の温度で熱処理することによっても得ることができる。
【００２７】
また、等方性熱伝導材料からなるチップ１３は、熱伝導率が６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、熱伝導率が６０Ｗ／ｍ・Ｋに満たないと、発熱体１４の熱を効率よくグラファイトシートからなる熱伝導部１１に伝達することができない。チップ１３の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。
【００２８】
チップ１３を構成する等方性熱伝導材料は、上記のような良好な熱伝導性を有するものであれば特にその種類が限定されるものではなく、例えば、銅、アルミニウム、銀、金等の金属材料が使用される。また、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ2）等の高熱伝導性セラミック材料も使用可能である。
【００２９】
熱伝導部１１およびチップ１３の形状や厚さは、特に限定されるものではなく、熱伝導部材１０の用途や設置箇所、伝熱経路等に応じて適宜設定することができる。但し、厚さについては、あまり厚くすると制約のある場所への設置が困難になり、逆に、あまり薄くすると機械的強度が低下することから、０．０３〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましく、０．２５〜５ｍｍの範囲とすることがより好ましい。また、発熱体１４からの熱の伝達効率を高めるため、チップ１３の形状は、発熱体１４の熱がほぼチップ１３のみで受熱されるような形状とすることが好ましい。
【００３０】
なお、図１に示す例では、チップ１３がグラファイトシートからなる熱伝導部１１の表面より露出することなく嵌合されているが、例えば、図２に示すように、熱伝導部１１の両面よりチップ１３が露出する構成としてもよい。この場合、孔１２に挿通させたチップ１３をその両側より嵌挿させた環状金属部材１５によりカシメ固定することができ、チップ１３のグラファイトシートからの抜けをよりいっそう確実に防止することが可能となる。また、図３に示すように、一端に膨大部（ヘッド）１３ａを有するチップ１３を使用することもできる。さらに、図示は省略したが、熱伝導部１１の複数箇所にチップ１３を配置することも可能である。
【００３１】
また、熱伝導部を形成するグラファイトシートは、本質的に脆い材料であるので、例えば図４〜図６に示すように、グラファイトシートからなる熱伝導部１０の表面を覆うように、保護層１６を設けることができる。すなわち図４〜図６に示す例は、それぞれ図１〜図３に示す熱伝導部材において、保護層１６を設けた例である。
【００３２】
なお、チップ１３を嵌合させた場合には、チップ１３とグラファイトシートとの界面からもグラファイトの粉が脱落しやすく、電子機器内の回路をショートさせるおそれがあるため、かかるグラファイト粉の脱落に対する対策を講じることが望ましい。
【００３３】
このため、例えば図４に示す例では、保護層１５をグラファイトシートからチップ１３上にかけて設けることにより、チップ１３とグラファイトシートとの界面を封止し、グラファイト粉の脱落を防止している。また、例えば図６に示す例では、膨大部１３ａと保護層１６を被覆したグラファイトシート間を接着剤により封止している。このように封止することにより、チップ１３のグラファイトシートに対する固定も確実なものとなる。なお、図５に示す例では、環状金属部材１５がグラファイト粉の脱落を防止する機能を併せ有している。
【００３４】
上記保護層１６を形成する材料としては、アルミニウムや銅等の金属材料からなるシートや、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミック材料からなるシートが使用される。また、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等の高分子材料からなるシート等も使用可能である。これらの材料を使用することにより、保護層１６をグラファイトシートの補強材としても機能させることが可能となる。また、アルミニウムや銅等の金属材料からなるシートを使用した場合には、さらにグラファイトシートの加工性を高めることができ、セラミック材料や高分子シートを使用した場合には、表面に電気絶縁性を付与することができる。これらのシートを用いる場合、これらを所要部位にセルロース系、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系等の接着剤を用いて貼り付けることにより保護層１６を形成することができる。また、スパッタリングによりダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる保護層１６を被覆するようにしてもよい。ダイヤモンドライクカーボンは硬いため、グラファイトシートの強度を向上させることができる。なお、例えば、発熱体１４が配置される側に絶縁性を有する材料を使用し、他方の側にアルミニウムや銅等の金属材料からなるシートを使用するなど、異種の材料を用いて保護層１６を形成するようにしてもよい。
【００３５】
また、保護層１６の厚さは、使用する材料の種類等によって適宜定められるが、一般には（ダイヤモンドライクカーボンを除く）、０．０１〜０．６ｍｍの範囲である。保護層１６の厚さがあまり薄いと保護効果が不十分となり、逆に、あまり厚くなると、保護効果は変わらず、重量の増加や設置スペースの増加等を招くおそれがある。
【００３６】
上述した実施形態の熱伝導部材１０においては、グラファイトシートからなる熱伝導部に孔を設け、この孔に等方性熱伝導材料からなるチップを嵌合させているので、小型薄型化に伴って内部スペースが制限されている電子機器等において、例えば発熱体から放熱装置へ熱を伝達する熱伝導部材として有効に使用することができる。その上で、例えば発熱体から熱を受熱する際の熱抵抗を低減することができるため、例えば放熱装置への熱伝達効率をより向上させることができる。
【００３７】
次に、本考案の放熱構造の実施形態を図面を用いて説明する。
【００３８】
図７は本考案の放熱構造の一実施形態を概略的に示す断面図である。
【００３９】
図７に示すように、本実施形態の放熱構造は、発熱体としての半導体素子２１と、放熱体としての放熱フィン２２とを、本考案の熱伝導部材１０で結合したものである。熱伝導部材１０の具体的構成は前述した通りである。ここでは、熱伝導部材１０は、面方向に高い熱伝導性を有するグラファイトシートからなる熱伝導部１１の一端部側に等方性熱伝導材料からなるチップ１３が嵌合されており、このチップ１３上に半導体素子２１が当接配置されている。そして、熱伝導部１１の他端部側に、放熱フィン２２が配置されている。半導体素子２１の熱は、チップ１３を介して熱伝導部１１に伝熱され、さらに放熱フィン２２へと導かれた後、例えば大気中に放熱される。半導体素子２１とチップ１３との間、放熱フィン２２と熱伝導部１１の間に、例えばシリコーングリースに熱伝導率の高い粒子等を配合した熱伝導性グリースや、相変化（フェーズチェンジ）材等を介在させてもよく、密着性を高め、熱伝達効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、図７では、放熱体として放熱フィン２２を用いているが、放熱体には放熱ファンや放熱プレート等の各種の放熱装置乃至放熱部材を用いることができる。また、発熱体としても、半導体素子２１に限らず、冷却を必要とする各種の電子部品等を対象とすることができる。また、ペルチェ素子を適用する場合において、ペルチェ素子の発熱側で生じた熱を、熱伝導部材１０を介して、放熱フィン２２、放熱ファン、放熱プレート等の放熱装置まで導くという形態を適用することもできる。
【００４１】
このように構成される放熱構造においては、前述した熱伝導部材１０の優れた熱伝導特性により、発熱体である半導体素子２１で生じた熱を放熱フィン２２に効率よく伝熱し放熱することができる。したがって、かかる放熱構造を適用した電子機器のよりいっそうの高密度実装化や小型薄型化等を図ることが可能となる。
【００４２】
図８は、上記実施形態の変形例を示す断面図である。
【００４３】
図８に示すように、この例では、熱伝導部材１０は、面方向に高い熱伝導性を有するグラファイトシートからなる熱伝導部１１のほぼ中央に等方性熱伝導材料からなるチップ１３が嵌合されているとともに、熱伝導部１１の半導体素子２１の配置面と反対側の面全体に放熱フィン２２が配置されている。半導体素子２１の熱は、チップ１３を介して熱伝導部１１に伝熱され、面方向に拡散されて放熱フィン２２に伝熱され、例えば大気中に放熱される。
【００４４】
このように構成される放熱構造においても、前述した熱伝導部材１０の優れた熱伝導特性により、発熱体である半導体素子２１で生じた熱を放熱フィン２２に効率よく伝熱し放熱することができる。したがって、かかる放熱構造を適用した電子機器のよりいっそうの高密度実装化や小型薄型化等を図ることが可能となる。
【００４５】
本考案の電子機器は、前述したような熱伝導部材を具備したものであり、電子機器としては、例えばパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話、デジタルカメラ、プロジェクタ、デジタルビデオ等が挙げられる。本考案の電子機器は、効率的でかつ小型薄型化に対応可能な放熱システム、冷却システムを備えることができることから、多機能化や性能の向上が図られ、また、小型・薄型化に伴って内部スペースの削減が進められている携帯型電子機器に特に有用である。
【実施例】
【００４６】
次に、本考案の実施例を記載するが、本考案は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４７】
実施例１
厚さ３．１ｍｍ、幅および長さがともに３５ｍｍのグラファイトシート（比熱容量８２０Ｊ／Ｋ・ｋｇ、比重１.５８ｇ／ｃｍ３、面方向熱伝導率２４０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ方向熱伝導率７Ｗ／ｍ・Ｋ）、および、厚さ２．９ｍｍ、幅および長さがともに１２ｍｍの銅チップ（比熱容量３８６Ｊ／Ｋ・ｋｇ、比重８．９６ｇ／ｃｍ３、熱伝導率３９０Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いて、図４に示す構造の熱伝導部材１０を作製した。まず、グラファイトシートの中央部に孔を設け、銅チップを嵌入させた後、これらの表面に厚さ０．０５ｍｍのアルミ箔（比熱容量０．２７Ｊ／Ｋ・ｇ、比重２．２４ｇ／ｃｍ３、熱伝導率２２０Ｗ／ｍ・Ｋ）をセルロース系接着剤を用いて接着させて保護層１６を形成した。次いで、このグラファイトシートを厚さ方向に圧縮させた（圧縮後のグラファイトシートの厚さ２．８ｍｍ）。
【００４８】
実施例２
実施例１と同様のグラファイトシート、および、銅チップとして、一端に角錐台状のヘッドを有するヘッド付銅チップ（比熱容量３８６Ｊ／Ｋ・ｋｇ、比重８．９６ｇ／ｃｍ３、熱伝導率３９０Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いて図６に示す構造の熱伝導部材１０を作製した。まず、グラファイトシートの一主面に、実施例１と同様の特性を有する厚さ０．０５ｍｍのアルミ箔を、セルロース系接着剤を用いて接着させた後、その中央部に孔を設け、ヘッド付銅チップを嵌入させた。ヘッドの下面には予めシリコーン系接着剤を塗付しておいた。次いで、グラファイトシートを厚さ方向に圧縮させた（圧縮後のグラファイトシートの厚さ２．８ｍｍ）後、グラファイトシートの他方の主面側より、上記と同様の厚さ０．０５ｍｍのアルミ箔を、セルロース系接着剤を用いて接着させた。なお、ヘッド付銅チップは、ヘッド部が、厚さ１．０ｍｍ、上面の幅および長さ各２８．５ｍｍ、下面の幅および長さ各３０ｍｍであり、基部が、厚さ２．８５ｍｍ、幅および長さ各５．０ｍｍであった。
【００４９】
上記実施例１、２で作製した熱伝導部材１０のチップ１３の露出面にヒータを当接させる一方、裏面全面に冷却機構を有する真鍮板を固定し、ヒータ本体と裏面に当接した真鍮板間の温度差が１０℃になるようにヒータで加熱し、厚さ方向の熱抵抗を測定した。また、比較のために、銅チップを嵌合させない以外は実施例１と同様に作製した熱伝導部材について、同様にして厚さ方向の熱抵抗を測定した（比較例１）。結果を表１に示す。
【表１】
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【００５０】
実施例３
厚さ１．４ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのグラファイトシート（比熱容量７６８Ｊ／Ｋ・ｋｇ、比重１.３２ｇ／ｃｍ３、面方向熱伝導率２４０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ方向熱伝導率７Ｗ／ｍ・Ｋ）３１、および、厚さ１．２ｍｍ、幅および長さがともに２０ｍｍの銅チップ（比熱容量３８６Ｊ／Ｋ・ｋｇ、比重８．９６ｇ／ｃｍ３、熱伝導率３９０Ｗ／ｍ・Ｋ）３２を用いて、図９に示す構造の熱伝導部材１０を作製した。なお、図９（ａ）は断面図、図９（ｂ）は上面図である。まず、グラファイトシート３１の一端部近傍に孔を設け、銅チップ３２を嵌入させた後、グラファイトシート３１を厚さ方向に圧縮させた。その後、これらの表面に、厚さ０．０５ｍｍのアルミ箔（比熱容量０．２７Ｊ／Ｋ・ｇ、比重２．２４グラム／ｃｍ３、熱伝導率２２０Ｗ／ｍ・Ｋ）３３をセルロース系接着剤を用いて接着させて保護層１６を形成した。
【００５１】
実施例４
実施例３と同様のグラファイトシート３１、および、銅チップ３２として、一端に角錐台状のヘッドを有するヘッド付銅チップ（比熱容量３８６Ｊ／Ｋ・ｋｇ、比重８．９６ｇ／ｃｍ３、熱伝導率３９０Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いて図１０に示す構造の熱伝導部材１０を作製した。なお、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は上面図である。まず、グラファイトシート３１の一主面に、実施例３と同様の特性を有する厚さ０．０８ｍｍのアルミ箔３３をセルロース系接着剤を用いて接着させた後、その一端部近傍に孔を設け、ヘッド付銅チップ３２を嵌入させた。ヘッドの下面には予めセルロース系接着剤を塗付しておいた。次いで、グラファイトシート３１を厚さ方向に圧縮させた（圧縮後のグラファイトシートの厚さ１．２ｍｍ）後、グラファイトシート３１の他方の主面側より、上記と同様の厚さ０．１２ｍｍのアルミ箔３３をセルロース系接着剤を用いて接着させた。なお、ヘッド付銅チップは、ヘッド部が、厚さ０．２ｍｍ、上面の幅および長さ各２４ｍｍ、下面の幅および長さ各２７ｍｍであり、基部が、厚さ１．２８ｍｍ、幅および長さ各５ｍｍであった。
【００５２】
実施例５
実施例３と同様のグラファイトシート３１、および、実施例３と同様の特性を有し、厚さ１．８ｍｍ、直径１０ｍｍの円板状の銅チップ３２を用いて、図１１に示す構造の熱伝導部材１０を作製した。なお、図１１（ａ）は断面図、図１１（ｂ）は上面図である。まず、グラファイトシート３１の全周面に、実施例３と同様の特性を有する厚さ０．０５ｍｍのアルミ箔を、セルロース系接着剤を用いて接着させた後、その一端部近傍に孔を設け、銅チップ３２を嵌入させた。次いで、アルミ箔３３を被覆したグラファイトシート３１を厚さ方向に圧縮させた（圧縮後のグラファイトシートの厚さ１．３ｍｍ）後、銅チップ３２の両側よりアルミニウム製のリング３４を嵌挿させ、カシメ固定した。
【００５３】
上記実施例３〜５で作製した熱伝導部材１０のチップ３２にヒータ（５Ｗ）３５を当接させる一方、その裏面に平行に２０℃、湿度３４％ＲＨの風を送り（流量０．２ｍ３／ｍｉｎ、圧力約１２２ｋＰａ）、５分経過後、ヒータ３５の表面（点Ａ）および熱伝導部材端面（点Ｂ）における温度を測定し、熱伝達効率を評価した。また、ヒートサイクル試験（−４０℃〜１１０℃、５００サイクル）を行った後、同様の測定評価を行うとともに、粉落ちの有無についても評価した。これらの結果を表２に示す。
【００５４】
なお、表２には、比較のために、銅チップを嵌合させない以外は実施例３と同様に作製した熱伝導部材について同様の評価試験を行った結果を、比較例２として併せ示した。
【００５５】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本考案の熱伝導部材の一実施形態を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す熱伝導部材の変形例を示す断面図である。
【図３】図１に示す熱伝導部材の変形例を示す断面図である。
【図４】図１に示す熱伝導部材の変形例を示す断面図である。
【図５】図１に示す熱伝導部材の変形例を示す断面図である。
【図６】図１に示す熱伝導部材の変形例を示す断面図である。
【図７】本考案の放熱構造の一実施形態を示す断面図である。
【図８】図７に示す放熱構造の変形例を示す断面図である。
【図９】本考案の実施例３に係る熱伝導部材を示す図である。
【図１０】本考案の実施例４に係る熱伝導部材を示す図である。
【図１１】本考案の実施例５に係る熱伝導部材を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…熱伝導部材、１１…熱伝導部、１２…孔、１３…等方性熱伝導材料からなるチップ、１４…発熱体、１５…環状金属部材、１６…保護層、２１…半導体素子、２２…放熱フィン、３１…グラファイトシート、３２…銅チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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